云南白药对Bio-Oss®胶原支架上人牙周膜成纤维细胞体内分化的影响

Effects of Yunnan Baiyao on the Differentiation of HPDLFs on the Bio-Oss® Collagen Scaffold in vivo.

作者信息Xiaohong Yu, Jing Wang, Qianqian Han, Wen Chu, Shaowen Lu, Yu Liu, Yi Peng, Jie Xu, Yanqing Shui
PMID35685694
发布时间2022-06-03
DOI10.2147/IJGM.S359921

实验完整度

包含体外细胞培养与鉴定、复合物构建、体内裸鼠移植、HE染色、免疫组化及qRT-PCR等多层级实验,并进行了功能验证和机制相关蛋白检测。

主要模型

人牙周膜成纤维细胞(HPDLFs) HPDLFs-Bio-Oss®胶原复合物 BALB/c-nu裸鼠皮下移植模型

重点核对

HPDLFs来自3颗健康前磨牙(患者年龄12-25岁) Yunnan Baiyao浓度:50 μg/mL和100 μg/mL rhBMP-2浓度:100 ng/mL 复合物植入裸鼠皮下8周 检测指标:HE染色计数毛细血管和成骨细胞,免疫组化及qRT-PCR检测BSP、OC、OPN、CON-I表达

摘要

背景:云南白药作为一种疗效确切的传统中草药,近期已被证明能促进成骨细胞的增殖和人牙周膜成纤维细胞的分化。Bio-Oss®支架是一种天然、无抗原的牛骨来源的多孔骨移植材料。方法:为观察云南白药对Bio-Oss®胶原支架上HPDLFs体内分化的影响,体外构建HPDLFs-Bio-Oss®胶原复合物,并分别加入云南白药水溶液。复合物分为云南白药I组(50 μg/mL)、云南白药II组(100 μg/mL)、阳性对照(rhBMP-2)组和假手术组。通过免疫细胞化学和免疫荧光鉴定HPDLFs。通过荧光显微镜和扫描电子显微镜观察HPDLFs与Bio-Oss®胶原的相容性。复合物植入裸鼠8周后取材进行HE染色,并通过免疫组织化学和qRT-PCR检测骨钙素(OC)、骨涎蛋白(BSP)、骨桥蛋白(OPN)和I型胶原(CON-I)的表达。结果:云南白药刺激后,毛细血管和成骨细胞数量显著增加,BSP、OC、OPN和CON-I的表达在云南白药刺激后呈剂量依赖性增加。结论:云南白药溶液能以剂量依赖性方式促进HPDLFs在Bio-Oss®胶原支架上的分化和毛细血管的生成。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
云南白药能否在体内促进HPDLFs在Bio-Oss®胶原支架上的成骨分化?
核心机制
云南白药可能通过促进血管生成相关因子(如VEGF)的表达,促进毛细血管形成,从而为细胞提供营养,并上调成骨相关蛋白(BSP、OC、OPN、CON-I)的表达,以剂量依赖性方式促进HPDLFs向成骨细胞分化。
主要证据
HE染色显示Yunnan Baiyao II组毛细血管和成骨细胞数量较假手术组显著增加(P<0.01);免疫组化和qRT-PCR显示BSP、OC、OPN和CON-I的表达在云南白药刺激后呈剂量依赖性增加。
研究意义
为云南白药作为类细胞物质促进HPDLFs成骨分化和毛细血管生成提供了理论依据,并验证了其在促进细胞成骨分化方面用于临床的潜在价值,有助于患有骨缺损的牙周炎患者。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

HPDLFs的体外培养与鉴定

获取并验证用于构建复合物的HPDLFs的细胞来源和特性。

从正畸拔除的健康前磨牙分离获得原代HPDLFs,培养至第4代,通过免疫细胞化学和免疫荧光检测Vimentin和Keratin的表达以进行鉴定。

2

构建HPDLFs-Bio-Oss®胶原复合物

模拟体内环境,建立细胞与支架材料的复合体。

将第4代HPDLFs悬液(2×10⁶细胞)通过两步沉淀法接种于Bio-Oss®胶原支架上,培养7天后,通过荧光显微镜、SEM和LSCM观察细胞与材料的相容性。

3

分组处理与体内移植

在体内评估不同浓度云南白药对HPDLFs分化的影响。

复合物分为四组:sham组、阳性对照(rhBMP-2, 100 ng/mL)组、云南白药I(50 μg/mL)和II(100 μg/mL)组,处理后植入BALB/c-nu裸鼠皮下,8周后取材。

4

HE染色和免疫组化检测

观察组织学变化,评估成骨分化和血管生成情况。

对标本进行HE染色,计数毛细血管和成骨细胞;免疫组化检测BSP、OC、OPN、CON-I的表达。

5

qRT-PCR检测成骨相关基因表达

从转录水平验证成骨相关基因的表达差异。

提取RNA,逆转录后使用SYBR Green实时PCR检测OPN、BSP、CON-I和β-actin的mRNA表达水平,采用-2ΔΔCt方法分析数据。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
α-MEM培养基Yan'an Hospital, Kunming--
胎牛血清Life Technologies--
青霉素-链霉素溶液Life Technologies--
胰蛋白酶Beijing Solarbio Technology Co., Ltd.--
CO2培养箱Thermo--
倒置显微镜Nikon--
抗波形蛋白抗体abcamab92547
抗角蛋白抗体abcamab222116
DAB显色液Beijing Zhongshan Jinqiao Biotechnology Co., Ltd.--
抗波形蛋白抗体biossbs-8533R
抗角蛋白抗体biossbs-16952R
亲和纯化Daylight 488标记山羊抗兔IgGKPL5230-0385
DAPI----
云南白药提取物Yunnan Baiyao Group Co., Ltd.--
Bio-Oss®胶原Geistlich--
重组人骨形态发生蛋白-2Beijing Yinqiao Shenzhou Biotechnology Co., Ltd.--
抗I型胶原抗体Epitomics--
抗骨桥蛋白抗体Epitomics--
抗骨钙素抗体Santa Cruz Biotechnology--
抗骨涎蛋白抗体Santa Cruz Biotechnology--
生物素化二抗Hebei Bio-High Technology Development Co., Ltd.--
TRIzol试剂Invitrogen--
PrimeScript RT试剂盒Takara Biomedical Technology (Dalian) Co., Ltd.--
SYBR Green实时PCR预混液Thermo Fisher Scientific--
ABI StepOne实时荧光定量PCR仪Applied Biosystems--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养与鉴定
细胞来源、培养条件、鉴定抗体及浓度
阅读提示:详见Materials and Methods中的'In vitro Culture and Identification of HPDLFs'部分及Figure 1 legend
复合物构建与分组
细胞浓度、云南白药浓度(50/100 μg/mL)、rhBMP-2浓度(100 ng/mL)、培养时长
阅读提示:详见Materials and Methods中的'Preparation of HPDLFs- Bio-Oss® Collage Complex'部分
体内移植
动物品系、周龄、体重、植入部位、移植时间(8周)
阅读提示:详见Materials and Methods中的'Transplantation of HPDLFs- Bio-Oss® Collagen Complex'部分
组织学检测
HE染色步骤、免疫组化抗体浓度、计数方法
阅读提示:详见Materials and Methods中的'HE Staining and Immunohistochemistry'部分及Figure 3和Figure 4 legends
qRT-PCR
引物序列、内参基因、PCR条件、数据分析方法
阅读提示:详见Materials and Methods中的'qPCR'部分及Table 1